光现象全章复习与巩固知识讲解提高

《光现象》全章复习与巩固（提高）撰稿：史会娜审稿：蒙阿妮【学习目标】1．知道光的直线传播的条件、现象、应用；2．知道光的反射定律，能利用光的反射定律解决有关问题；3．了解平面镜成像的特点、像的性质，能利用平面镜成像特点作图；4．知道光的折射规律，能利用光的折射规律解决有关问题，解释一些现象；5．理解光的反射和光的折射中，光路的可逆性；6．了解光的色散，知道物体的颜色。【知识网络】【要点梳理】要点一、光的直线传播1、光的传播：光在同种均匀介质中沿直线传播。（影子、日食、小孔成像等）2、光的传播速度：真空中的光速是宇宙中最快的速度，c=2.99792×108m/s，计算中取c=3×108m/s。（光在水中的速度是真空中的3/4，在玻璃中的速度是真空中的2/3）要点诠释：1、光线：为了表示光的传播方向，我们用一根带箭头的直线表示光的径迹和方向，这样的直线叫光线。2、光年：（距离单位）光在1年内传播的距离。1光年=9.4608×1012km。要点二、光的反射1、光的反射：光射到介质的表面，被反射回原介质的现象。2、光的反射定律：（1）在光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一个平面内；（2）反射光线、入射光线分居在法线的两侧；（3）反射角等于入射角；3、镜面反射：入射光线平行，反射光线也平行，其他方向没有反射光。（如：平静的水面、抛光的金属面、平面镜）4、漫反射：由于物体的表面凹凸不平，凹凸不平的表面会把光线向四面八方反射。（我们能从不同角度看到本身不发光的物体，是因为光在物体的表面发生漫反射）要点诠释：1、当光线垂直入射时，光沿原路返回。2、是镜面反射还是漫反射都遵循光的反射定律。3、反射现象中光路是可逆的。点三、平面镜成像：1、平面镜对光线的作用：（1）成像；（2）改变光的传播方向。（对光线既不会聚也不发散，只改变光线的传播方向）2、平面镜成像的特点：（1）成的像是正立的虚像；（2）像和物的大小相等；（3）像和物的连线与镜面垂直，像和物到镜面的距离相等。3、平面镜的应用：（1）水中的倒影；（2）平面镜成像；（3）潜望镜。4、球面镜：（1）凸面镜：对光线起发散作用。（应用：机动车后视镜、街头拐弯处的反光镜）（2）凹面镜：对光线起会聚作用，平行光射向凹面镜会会聚于焦点；焦点发出的光平行射出。(应用：太阳灶、手电筒反射面、天文望远镜)要点诠释：1、平面镜所成的像与物是以镜面为轴的对称图形。2、实像与虚像的区别：实像是实际光线会聚而成的，可以用屏接到，当然也能用眼看到，都是倒立的。虚像不是由实际光线会聚成的，而是实际光线的反射光线或折射光线的反向延长线相交而成的，只能用眼看到，不能用屏接收，都是正立的。要点四、光的折射1、光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射。2、光的折射规律：折射光线与入射光线、法线在同一平面上，折射光线和入射光线分居法线两侧。光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角（折射光线向法线偏折）；光从水或其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角；入射角增大时，折射角也随着增大；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变。要点诠释：1、光的折射与光的反射都是发生在两种介质的交界处，反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在两种不同的介质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。2、在两种介质的交界处，既能发生折射，同时也能发生反射。3、光的折射规律分三点：（1）三线一面；（2）两线分居；（3）两角关系分三种情况：①入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°；②光从空气斜射入水等介质中时，折射角小于入射角；③光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。4、在光的折射中光路是可逆的。要点五、光的色散1、色散：牛顿用三棱镜把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的现象。（雨后彩虹是光的色散现象）2、色光的三原色：红、绿、蓝。（三种色光按不同比例混合可以产生各种颜色的光）3、物体的颜色：（1）透明物体的颜色是由通过的色光决定，通过什么色光，呈现什么颜色。（2）不透明的物体的颜色是由它反射的色光决定的，反射什么颜色的光，呈现什么颜色。。【典型例题】类型一、基础知识的综合应用1.（2012成都）如图所示的四种现象中，属于光的反射现象的是（）【答案】C【解析】白光通过三棱镜，由于七色光的折射率不同，因此通过三棱镜将其分解为七种颜色的色光，属于折射现象，A选项不符合题意；从水中铅笔上反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线的方向看时，看到的是铅笔的虚像，比实际位置偏高，所以感觉折断了，B选项不符合题意；水面上山的“倒影”，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，C符合题意；手影是影子，影子的形成说明光是沿直线传播的，由于光的直线传播，被物体挡住后，物体后面就会呈现出阴影区域，就是影子，D选项不符合题意。【总结升华】题目主要考察了常见的光现象，光的直线传播、光的反射、光的折射。光的直线传播形成的现象包括：小孔成像，影子的形成，日、月食的形成等；光遇到物体表面会发生反射：平面镜成像就是光的反射形成的；光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向会发生偏折：钢笔错位、筷子变折、海市蜃楼。举一反三：【变式】（2012北京）下列有关光现象的说法中，正确的是（）A．小孔成像是由于光沿直线传播形成的B．岸边景物在水中形成倒影，属于光的折射现象C．斜插入水中的筷子好像在水面处折断，属于光的反射现象D．能从不同方向看见不发光的物体，是因为光在其表面发生了镜面反射【答案】A类型二、光的反射与平面镜成像2.如图所示，用手电筒对着平面镜中的像照射时，观察到的像比原来亮多了，其原因是()A．光射到像上，所以会变亮B．光反射到物上，物变亮，所以像也变亮C．镜子比原来亮，所以像也变亮D．有光照射，更便于观察，所以觉得像变亮了【答案】B【解析】因为当手电筒对着像照射时，反射光线刚好射到物体上，使物体反射出去的光线增多，因此物体变亮，像随之也变亮。【总结升华】题目考查了光的反射和平面镜成像。空间的亮、暗与像的亮暗无关，只有物体变亮，物体才能反射更多的光线，使像变亮。举一反三：【变式】当夜幕降临之后，如果我们想在室内通过玻璃门窗看清室外的景物，常常是关掉室内的灯，而在室外看室内的景物时，则不必如此。这是为什么？【答案】当有强光和弱光同时进入人的眼睛时，人感觉到的是强光。当室内亮灯时，屋内光线较亮，室内物体反射光线射到玻璃上成像，人看到的是屋内物体所成的像。当关掉灯之后，室内较暗，室外景物反射的光可以通过玻璃折射入人眼，因此看室外景物要关掉室内的灯。在室外看室内景物时，室内亮灯，室内物体反射的光线可以通过玻璃折射入人的眼睛，因此不必关灯。3.（2012义乌市）魔术是深受同学们喜爱的节目，其中包含着许多科学原理。图甲是某同学自制的一只魔术箱，表演时他将开口的方形空箱面展示给观众，把纸币从空箱顶端的投币口投入，结果纸币“不翼而飞”。原来魔术箱中有一块平面镜（如图乙），它与箱底的夹角为度，使观众觉得箱子里没有东西。观众不能看见平面镜后面的纸币是因为光具有性质。【答案】45；直线传播的【解析】从甲图观察口看到的是方格子，而从乙图中可以看出，观察口正前方没有方格纸，因此它是利用平面镜成像得到的，像刚好成在观察口的正前面，因此镜面与箱底的夹角为45度；而观众不能看见平面镜后面的纸币是因为光具有直线传播的性质。【总结升华】题目设置了新颖的情境，考查了平面镜成像的特点，以及光沿直线传播的应用。类型三、综合应用与创新4.（2012河北）小明身高1.7m，站在竖直放置的平面镜前lm处，他在镜中的像高是m，他到像的距离是m。若将一块木板放在平面镜前，如图所示，请画图说明他能否通过平面镜看到自己的脚尖。【答案与解析】（1）根据平面镜成像的特点，像和物体形状大小相同，所以身高1.7m的小明同学她在镜中的像高仍然为1.7m；（2）由平面镜成像的特点知，当人到镜面的距离为1m时，像到镜面的距离也为1m，则人到像的距离是1m+1m=2m。（3）如图所示，A、C、B分别表示人的头顶、眼睛和脚的位置。EF为平面镜位置，由平面镜成像特点可确定A′C′B′为ACB的像，因为OC=OC′，所以OC=1/2CC′，EO=1/2A′C′，FO=1/2B′C′，EF=1/2A′B′=1/2AB。EF为平面镜的最小长度，AB为人的身高，这就是镜的长应为人身高的一半。所放位置如图所示，镜的上端E点应在人的头顶和眼睛之间距离的中点位置的高度，即想通过悬挂在竖直墙上的平面镜可以看到自己的全身像（或脚尖），采用长度等于身高一半的镜片，但应悬挂到适当的高度即可。【总结升华】本题主要考查的是平面镜的成像特点及其应用。在确定眼睛看到的某一范围时，最关键的问题是作出被看到范围的边缘光线，用到所学的反射定律、平面镜成像特点、反射光线反向延长过像点等知识去解。举一反三：【变式】小云同学用一只新买的激光笔照射水平水面，在竖直白墙上出现了两个红色亮点A和B，如图所示，现保持入射点O的位置不变，欲使光点A下移至A′处，应使入射光线MO绕着点O沿方向转动（填“顺时针”或“逆时针”）；现保持入射点O的位置不变，欲使光点B下移至B′处，应使入射光线MO绕着点O沿方向转动（填“顺时针”或“逆时针”）。【答案与解析】当光从空气斜射到水面时，同时会发生反射和折射现象，反射角等于入射角，折射角小于入射角。现保持入射点O的位置不变，欲使光点A下移至A′处，根据反射角等于入射角，则应使入射光线绕着O点沿顺时针方向转动。（图中蓝色光线标注）。B点是光的折射后找到墙面上的，根据光的折射定律，现保持入射点O的位置不变，欲使光点B下移至B′处，则入射光线由OM变为OC，折射光线由OB变为OB′，所以应使入射光线MO绕着点O沿逆时针方向转动。5.（2012日照）如图是两个并排而且深度相同的水池，一个装水，另一个未装水，在两池的中央各竖立着一只长度相同而且比池深略高的标杆。当阳光斜照时就会在池底形成杆的影子，下列说法正确的是（）A．装水的池中标杆影子较长B．未装水的池中标杆影子较长C．两池中标杆影子长度相同D．装水的池中标杆没有影子【答案】B【解析】该题中，对于没有装水的情况下，据光是沿直线传播的，故在杆的后方会形成影子；但是对于装水的情况来说，从杆的顶端射过的光线到达水面处会发生折射，由于在水中的折射角小于入射角，即折射光线比原来的光线（沿直线传播的情况）更靠近杆，故此时影子的长度会变小。【总结升华】光从一种透明介质中斜射向另一种透明介质时，其传播方向会发生改变，这就是光的折射；在发生光的折射时，一般是在光速大的介质中的角大，故据此分析即可判断。举一反三：【变式】如图所示，一束光线斜射入容器中并在容器底部形成一光斑，这时往容器中逐渐加水，则光斑的位置()A.慢慢向右移动B.慢慢向左移动C.慢慢向水面移动D.仍在原来位置不动【答案与解析】当向容器中加水时，光从空气斜射入水中，由光的折射规律可知，光会靠近法线，因此光传播到容器底时会向左移动如下图所示：故B选项正确。类型五、实验探究6.（2012台州）为了探究平面镜成像特点，将一块厚度为0.5厘米的玻璃板（P、Q两个平面都可以作为平面镜使用）竖直架在水平台板上面，再取两根完全相同的蜡烛分别竖直置于玻璃板两侧，点燃玻璃板前的蜡烛A，进行实验，（1）在实验中，小柯透过玻璃板看到了蜡烛A的2个清晰的像，分别位于A′和A″处，如图所示。其中A′处的像是蜡烛A通过玻璃板的（填“P”或“Q”）平面成像得到的。（2）小柯按照图中的测量方法，改变蜡烛A的位置，认真测量并记录了一组数据：然后得出像距小于物距的结论，你认为他的测量方法错误在于像距测量错误，。【答案】（1）P；（2）像距测量错误，忽略了玻璃板的厚度【解析】（1）根据物体在平面镜中成像，物像到平面镜的距离相等，通过测量，可以得到A和A'到平面镜P面的距离是相等的，所以A'是蜡烛A通过玻璃板P面成像得到的。（2）如图，小柯测量时把像A'到玻璃板Q面